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Mi primer Robot 3D con Arduino y Bluetooth.

Mi primer robot con arduino, impresión 3D y bluetooth.

[nextpage title=”Introducción”]
Robot con Arduino. Un increíble Robot impreso en 3D con chasis que se puede modificar y configurar.

Robot con Arduino.

Este proyecto se puede expandir y modificar conforme se tengan las habilidades en Arduino. El tutorial muestra el ensamble completo del robot para dejar habilitado y configurado el módulo bluetooth como se muestra hasta la primera mitad del video anterior.
Si cuenta con una impresora 3D o con el acceso a servicios de impresión 3D este proyecto le será aún más fácil de hacer, se necesitan alrededor de unas 35 horas de trabajo de impresión, pero el montaje y programación no le llevará más de 30 minutos aproximadamente.
Se utilizan tan sólo dos desarmadores para el ensamble y no requiere de ningún tipo de trabajo de soldadura, aunque probablemente sea necesario soldar cuatro puntos, que serían las 2 terminales de cada motor.
Todos los diseños de cada una de las piezas del robot se encuentran en formato .stl en Thingiverse, así como el archivo original del diseño en el software 123d Design de tal manera que usted puede hacer modificaciones al chasis del robot.
http://www.thingiverse.com/thing:1252523
En el video se muestran 3 diferentes rutinas de robot en su versión básica, los códigos de estas rutinas se encuentran disponibles para su descarga al final del siguiente enlace.
http://wirebeings.com/code.html
Para esta versión básica del robot se busca que los costos sean mínimos y que las partes sean accesibles y fáciles de conseguir, es por ello que utiliza baterías de 9V. Con un uso prolongado del robot las baterías de 9V se agotan rápidamente, esto se debe tomar muy en cuenta.
Para comprender de mejor manera el funcionamiento del robot se recomienda tener conocimientos previos:
-Programación básica en Arduino.
-Conocimientos básicos en Protocolo Serial con Arduino.
-Conocimientos básicos en modelado 3D.
-Conocimientos básicos de Electrónica y Electricidad.
Creative Commons License: Attribution Non-Commercial- Share Alike
Tutorial Original de: matthewh8
Otros enlaces del proyecto: Hackaday.

[nextpage title=”Paso 1: Piezas, herramientas y componentes.”]
Reunir las piezas impresas en 3D, herramientas de trabajo y componentes electrónicos.

Paso 1. Imagen 1.
Paso 1. Imagen 1.
Paso 1. Imagen 2.
Paso 1. Imagen 2.

Para iniciar se reúnen todas las piezas impresas en 3D, se pueden descargar los archivos del sitio Thingiverse para imprimirlas.
Herramientas: Para armar este robot con Arduino se van a necesitar dos desarmadores, un desarmador convencional y un desarmador delgado. También se utilizará un poco de papel lija.
Partes:

  • 2 Ruedas.
  • 2 Motorreductores. Los motorreductores pueden ser de cualquier relación. Hay en relación 1:48 (Mayor velocidad) o los hay en relación 1:220 (Mayor fuerza o torque). Mientras menos fuerza más velocidad, mientras más fuerza menos velocidad.
  • 4 Cables de aproximadamente 10cm de largo previamente pelados en ambos extremos de cada cable. Esto en caso de que los motores aún no los tengan ya pegados a sus terminales.
  • 1 Módulo Puente H L298.
  • 1 Arduino Uno R3.
  • Aproximadamente 20 Cables Jumpers Macho-Macho y 20 Hembra-Macho.
  • Porta baterías de 9V con Switch. En caso de no encontrarlo con Switch integrado entonces se puede utilizar un Broche para Baterías de 9V y aparte conseguir un Switch deslizable pequeño de 1 Polo 2 Tiros, como el modelo SCM-122, se tendrá que armar el sistema de encendido y apagado.
  • 1 Mini protoboard.
  • 2 Leds RGB Ánodo Común.
  • 3 Resistencias de 220 Ohms.
  • 1 Módulo Bluetooth HC-06.
  • Aproximadamente 40 Tornillos, los puedes buscar en cualquier tornillería con el nombre 6-32 de 1/2″.
  • Batería de 9 Volts.
  • Pegamento SuperGlue o KolaLoka.

La lista original la puede revisar en el siguiente enlace:
http://WireBeings.com/code.html

[nextpage title=”Paso 2: Lijar asperezas.”]
Lijaremos asperezas y ensamblaremos las piernas del robot.

Paso 2. Imagen 1.
Paso 2. Imagen 1.
Paso 2. Imagen 2.
Paso 2. Imagen 2.
Paso 2. Imagen 3.
Paso 2. Imagen 3.

Las bolas de las ruedas se imprimen en dos piezas así que aquí se debe usar el pegamento para ponerlas juntas y queden listas las 4 bolas. En seguida lijar las imperfecciones en cada bola, para evitar que al rodar se atore con los residuos. Poner cada una de las bolas en su soporte, como se muestra en la imagen 2, y meterla hasta que la bola encaje en su lugar. Posteriormente unir las 4 ruedas a las piernas como se observa en la imagen 3.
[nextpage title=”Paso 3: Agregar Motores.”]
Las piernas están listas ahora agregaremos los Motorreductores.

Paso 3. Imagen 1.
Paso 3. Imagen 1.
Paso 3. Imagen 2.
Paso 3. Imagen 2.
Paso 3. Imagen 3.
Paso 3. Imagen 3.
Paso 3. Imagen 4.
Paso 3. Imagen 4.
Paso 3. Imagen 5.
Paso 3. Imagen 5.

Poner los dos postes como en la imagen 1 y ensamblar cada uno para cada pierna. Poner la pieza que servirá como soporte de la batería, así como la imagen 2, y atornillar en una de las piernas. Tomar la pieza en forma de L y colocarla así como se muestra exactamente en la imagen 4. En seguida hacer lo mismo con el otro motor y montarlos en cada una de las piernas. Ponemos juntas las dos piernas, asegurándonos de que los motores miran en la misma dirección, debería quedar algo como la imagen 5.
[nextpage title=”Paso 4: Suministro de Energía.”]
Agregaremos la batería con el Porta Pilas, los motores con el módulo L298 y completaremos la base.

Paso 4. Imagen 1.
Paso 4. Imagen 1.
Paso 4. Imagen 2.
Paso 4. Imagen 2.
Paso 4. Imagen 3.
Paso 4. Imagen 3.
Paso 4. Imagen 4.
Paso 4. Imagen 4.

Localice las dos piezas laterales con una curvatura como en la imagen 1 y montarlas como se muestra en la imagen 2. Colocar el Porta Baterías, con la batería ya dentro, sobre la base como se muestra en la imagen 3, localizar la pieza que va en la parte trasera de la batería y ensamblarla, esto permitirá encerrar la caja de la batería para que no se salga, se obtendrá algo como la imagen 4.
[nextpage title=”Paso 5: Ultrasónico y Driver L298.”]
Agregaremos las piezas que van en medio de la base, colocaremos el sensor ultrasónico así como el controlador del motor el L298.

Paso 5. Imagen 1.
Paso 5. Imagen 1.
Paso 5. Imagen 2.
Paso 5. Imagen 2.
Paso 5. Imagen 3.
Paso 5. Imagen 3.
Paso 5. Imagen 4.
Paso 5. Imagen 4.
Paso 5. Imagen 5.
Paso 5. Imagen 5.
Paso 5. Imagen 6.
Paso 5. Imagen 6.
Paso 5. Imagen 7.
Paso 5. Imagen 7.
Paso 5. Imagen 8.
Paso 5. Imagen 8.
Paso 5. Imagen 8.
Paso 5. Imagen 9.
Paso 5. Imagen 10.
Paso 5. Imagen 10.
Paso 5. Imagen 11.
Paso 5. Imagen 11.
Paso 5. Imagen 12.
Paso 5. Imagen 12.
Paso 5. Imagen 13.
Paso 5. Imagen 13.

-Utilice el desarmador delgado y comience a colocar el tornillo en la pieza de en medio del lado izquierdo del robot de acuerdo a como se muestra en la imagen 1. Los espacios están perfectamente ajustados por lo que el tornillo apenas y cabe debajo de la pestaña que se observa en la imagen 1. En caso de romper la pestaña pegarla con el mismo pegamento con el que se cuenta, el SuperGlue o KolaLoka.
-Pasamos los cuatro cables, dos de la batería y los dos del motor del lado izquierdo a través del agujero de la pieza, colocamos la pieza sobre la base y apretamos el primer tornillo que previamente se había colocado para que queden fijas ambas piezas, así como se muestra en la imagen 2. En seguida colocamos el segundo tornillo para que la pieza quede fija completamente. Montamos la pieza de imitación del servo para este lado y la apretamos con los dos tornillos que la sujetan, como se muestra en la imagen 3.
-Conectamos cuatro Jumpers Hembra-Macho al Sensor Ultrasónico HC-SR04 como se aprecia en la imagen 4. No importa los colores que se utilicen siempre y cuando sean todos diferentes, también se recomienda anotar qué color de Jumper va conectado a cada pin del Sensor para posteriormente diferenciarlos.
-Metemos una parte del Sensor Ultrasónico en el orificio de la pieza del lado izquierdo, así como se observa en la imagen 5, en seguida ponemos encima el Módulo L298. Se deben quitar los dos pequeños puentes que se encuentran en el Módulo L298, mostrados en la imagen 6. Esto va a permitir poder hacer PWM con los motores para acelerar y desacelerar gradualmente. Si no se quitan estos conectores los motores irán siempre a una misma velocidad.
-Conectar los cables del Porta Pilas y las terminales del motor del lado izquierdo al módulo L298. También agregar dos Jumpers Macho-Macho a las terminales positivo y negativo del módulo L298, estos dos Jumpers serán conectados a nuestros Arduino (son los cables de Alimentación de Arduino), de momento quedarán libres. Seguir el mismo diagrama que se muestra en la imagen 12 (El motor del lado izquierdo se muestra como Motor Left).
-En la imagen 7 se muestra cómo deben quedar conectados los Jumpers y los cables del Porta Pilas. En la terminal del negativo deberían quedar dos cables conectados, uno que entra y otro que sale.
-Tomamos la pieza de en medio pero del lado derecho, justo como lo hizo con el lado izquierdo, va a montar la pieza de imitación de servomotor y atornillar con sus dos tornillos.
-Va a tomar las dos terminales del motor del lado derecho, las vamos a pasar por el orificio de la pieza lateral derecha, como se muestra en la imagen 8. En seguida conectaremos esas dos terminales al módulo L298 como está en el diagrama de la imagen 12 (Motor Right). Debe procurar conectar las terminales en orden, cable izquierdo del motor con terminal izquierda del módulo L298, cable derecho del motor con terminal derecha del módulo L298, lo mismo con el otro motor. Así no tendría que modificar el código del Arduino al momento de realizar las pruebas de funcionamiento.
-Hasta aquí debería verse el prototipo como en la imagen 9.
-Utilizaremos dos tornillos para fijar la pieza lateral derecha a la base, como se muestra en la imagen 10. Ahora también vamos a fijar el módulo L298 a la base como se observa en la imagen 11, con dos tornillos puede ser suficiente aunque hay 4 orificios por si desea atornillar los cuatro tornillos del módulo L298.
-Por último conectaremos 6 Jumpers Hembra-Macho de diferentes colores a los 6 pines en el módulo L298. Para tener una mejor claridad de cuáles pines conectar se muestran en la imagen 13. No importa el color de los Jumpers, sólo tienen que ser todos diferentes para diferenciarlos claramente.
[nextpage title=”Paso 6: Casi listo.”]
Terminaremos todo el sistema electrónico para el funcionamiento del Robot.

Paso 6. Imagen 1.
Paso 6. Imagen 1.
Paso 6. Imagen 2.
Paso 6. Imagen 2.
Paso 6. Imagen 3.
Paso 6. Imagen 3.
Paso 6. Imagen 4.
Paso 6. Imagen 4.
Paso 6. Imagen 5.
Paso 6. Imagen 5.
Paso 6. Imagen 6.
Paso 6. Imagen 6.
Paso 6. Imagen 7.
Paso 6. Imagen 7.

-Utilizando la punta de un desarmador vamos a agregar holgura a los cables de la batería, tanto el positivo como el negativo, así como se observan los cables rojo y negro en la imagen 1. Esto permite que la batería se deslice más fácilmente de lado hacia afuera para cuando sea necesario cambiarla por otro repuesto.
-Ensamblamos las piezas de las garras, brazos y hombros, para que queden unidas como se muestra en la imagen 1 también, así tendremos listas las dos extremidades.
-Ahora atornillamos las dos extremidades previamente ensambladas a las piezas de imitación de servo, deberá quedar como en la imagen 2.
-Identificamos la pieza del cuello y le atornillamos la pieza en forma de C (La pieza en forma de C la puedes identificar en los archivos, se llama neckNoServo.stl) con dos tornillos en la parte inferior, deberá quedar ensamblada toda la pieza del cuello como se muestra en la imagen 2 (la que está del lado derecho del robot).
-Pasamos todos los cables a través de los orificios de la pieza del cuello y la colocamos sobre la base, atornillamos los cuatro tornillos correspondientes y obtendremos algo como la imagen 3.
-Ahora montaremos la pieza inferior a la cabeza pasando los cables a través de sus orificios, procure que la posición de los cables quede como la imagen 4: Los cables del Sensor Ultrasónico hacia la izquierda (derecha del robot), los cuatro cables de los motores en el centro y los cables de alimentación del Arduino Positivo “+” (Rojo) y Negativo “-” (Negro) hacia la derecha (izquierda del robot).
-Conecte 4 Jumpers Hembra-Macho a los pines de su módulo Bluetooth. El módulo Bluetooth se va a colocar por debajo de la placa Arduino, así como se observa en la imagen 7. Se coloca debajo para que sea posible desconectarlo facilmente pues al estar programando una y otra vez la tarjeta Arduino es necesario que se quite para no crear conflictos al momento de cargar los programas.
-Conecte todo el sistema de acuerdo al diagrama de la imagen 6.
[nextpage title=”Paso 7: Hemos terminado.”]
Cargamos el programa a la tarjeta Arduino y realizaremos nuestras primeras pruebas.

Paso 7. Imagen 1.
Paso 7. Imagen 1.
Paso 7. Imagen 2.
Paso 7. Imagen 2.
Paso 7. Imagen 3.
Paso 7. Imagen 3.
Paso 7. Imagen 4.
Paso 7. Imagen 4.

-Ensamblar las dos mitades de la cara atornillando los cuatro tornillos.
-Localizar los oídos o antenas y ensamblarlos con la pieza del archivo earsNoServo.stl y deberán quedar como las piezas en forma de T que se observan en la imagen 1. Montar ambas piezas en forma de T a la parte superior de la cabeza, cada uno lleva dos tornillos.
-Coloca la pieza de la cara volteada hacia abajo, introducir los LEDs RGB en los orificios de los ojos, doble sus patitas en un ángulo de 90 grados para que no se salgan, puede ver este paso en la imagen 2.
-Falta poco.
-Descargue los programas que se encuentran en la parte inferior de esta página:
http://wirebeings.com/code.html
-Cargar cualquiera de los 3 programas que quiera probar. Bluetooth Control, Bluetooth Voice Control o Obstacle Avoidance.
-Descargar las dos aplicaciones de Android en Google Play. Se muestran en la imagen 3 e imagen 4.
-Para enlazar su módulo Bluetooth con su computadora o su teléfono se utiliza la contraseña “1234”, el nombre del bluetooth aparecerá como HC-06.
-Todo lo demás es muy sencillo de utilizar, si pudo revisar el video, las aplicaciones son bastante intuitivas al usarlas.
-Para controlar el robot vía bluetooth desde su computadora debe tener una Hiperterminal para enviar los comandos, puede utilizar Hercules. La puede descargar desde este enlace:
http://www.hw-group.com/products/hercules/index_es.html
– Una vez instalada la aplicación se abre y se enlaza con el bluetooth HC-06. Los comandos que se le van a enviar serán en Mayúsculas, en seguida se desglosan los comandos soportados y cuál será la acción ejecutada por el robot:
S = parar, F = hacia adelante, B = hacia atrás, L = izquierda y R = derecha.
IMPORTANTE: Para cargar programas a su tarjeta Arduino el módulo Bluetooth se debe desconectar, una vez cargado el programa, volver a conectarlo. Si no se hace esta acción el código no se podrá grabar, aparecerá un error en el IDE de Arduino.
Está listo tu robot con Arduino, disfrútalo!
Probablemente haya confusiones o pasos que no se comprendan para ensamblar este robot con arduino, puede hacer preguntas en la sección de comentarios, buscaremos apoyarle de la mejor manera.

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